Ozon

Was ist Ozon?

Ozon (O3) ist ein farbloses bis bläuliches Gas, das durch ultraviolette Strahlung (Sonnenlicht) und Sauerstoffmoleküle gebildet wird. Das Ozonmolekül setzt sich aus drei Sauerstoffatomen zusammen.¹

Was ist der Unterschied zwischen bodennahem Ozon und der Ozonschicht?

Bodennahes Ozon, auch bekannt als troposphärisches Ozon, ist der Hauptbestandteil von Smog.^2,3

Stratosphärisches Ozon, manchmal auch Ozonschicht genannt, kommt in der oberen Atmosphäre natürlich vor. Stratosphärisches Ozon bildet eine Schutzschicht über der Erde und absorbiert die ultravioletten Strahlen der Sonne.

90 Prozent des gesamten Ozons auf der Erde befinden sich in der Stratosphäre.

Da es sich um einen potenziell giftigen Luftschadstoff handelt, regulieren viele Regierungen Ozon, um die Ozonwerte am Boden zu senken.

Woher kommt Ozon?

Ozon ist ein sekundärer Schadstoff. Während andere Schadstoffe von verschiedenen Quellen direkt in die Luft emittiert werden, entsteht Ozon durch die Einwirkung von Sonnenlicht auf Stickstoffoxide und flüchtige organische Verbindungen (VOCs) in der Atmosphäre.

Wenn diese Schadstoffe mit dem Sonnenlicht reagieren, bilden sie bodennahes Ozon.
Zu den Quellen von Stickoxiden gehören:⁴

• Kraftfahrzeuge
• Kraftwerke
• Verbrennungsquellen
• Blitzeinschläge
• Vulkane
• Ozeane
• biologischer Zerfall

Zu den Quellen von VOCs gehören:⁵

• Kraftfahrzeuge
• Holzverbrennung
• industrielle Emissionen
• Chemieanlagen
• Raffinerien
• Reiniger und Desinfektionsmittel
• Farben, Abbeizmittel, Lacke und Beschichtungen
• Tabakrauch
• Waldbrände

Wie wirkt sich die Geografie auf Ozon und Smog aus?

Ozonverschmutzung ist sehr häufig in dicht besiedelten, von Bergen umgebenen Städten, wie z. B. Los AngelesKalifornien und Mexiko-StadtMexiko. Der Smog bleibt in den Tälern der Städte hängen und wird nicht so leicht vom Wind verweht.⁶

Städte wie Stockton, Fresno, Bakersfieldund Visalia im San Joaquin Valley in Kalifornien weisen in heißen, trockenen Sommern hohe Ozonwerte auf. Das stark landwirtschaftlich geprägte Gebiet erzeugt Stickoxidemissionen aus dem Boden, die zu Smog führen können.⁷

Hitze und schwache Winde begünstigen die Entstehung von Smog, da Schadstoffe wie Stickoxide und flüchtige organische Verbindungen mit dem Sonnenlicht reagieren und bodennahes Ozon bilden.

Die Analyse eines statistischen Modells, die 2016 in der Fachzeitschrift Geophysical Research Letters veröffentlicht wurde, ergab, dass zunehmende sommerliche Hitzewellen bis 2050 wahrscheinlich zu mehr Tagen mit ungesunden Ozonwerten führen werden.⁸ Das Modell, das einen Anstieg der Ozonwerte in den Vereinigten Staaten prognostizierte, zeigte, dass im Südwesten und Nordosten mehr Tage mit ungesunden Ozonwerten zu erwarten sind.

Welche kommerziellen Anwendungen gibt es für Ozon?

Ozon hat mehrere industrielle Verwendungszwecke. Dazu gehören:^9,10

• Reinigung der Luft und des Trinkwassers
• Behandlung von Industrieabfällen
• Desinfektionsmittel
• Verwendung von Öl
• Bleichmittel und Wachse
• Herstellung von anderen Chemikalien
• Lebensmittelhygiene
• Verlängerung der Haltbarkeitsdauer von Obst und Gemüse

Industriearbeiter in Papier- und Zellstofffabriken, Kläranlagen, in der Fischerei und in Außenbereichen mit hohen Ozonwerten können durch Ozonbelastung gesundheitliche Risiken eingehen.

Wie wirkt sich Ozon auf Ihre Gesundheit aus?

Bodennahes Ozon reizt die Atemwege und kann Ihre Gesundheit schädigen.¹¹ Ältere Erwachsene, Kinder, Kleinkinder, Menschen mit Asthma oder Lungenkrankheiten und Menschen, die sich im Freien bewegen, sind möglicherweise anfälliger für die Auswirkungen der Ozonbelastung.

Ozon kann kurzfristig verschiedene Symptome hervorrufen, darunter:
- Kurzatmigkeit
- Schmerzen bei tiefen Atemzügen
- Reizung der Lunge und des Rachens
- Keuchen und Husten

Schwerwiegendere Auswirkungen der Ozonbelastung können sein: ¹²

- vermehrte Asthmaanfälle
- verminderte Lungenfunktion
- fortgesetzte Schädigung der Lunge nach Abklingen der Symptome
- Verursachung einer chronisch obstruktiven Lungenerkrankung

Bei Menschen mit Bronchitis, Asthma oder Emphysem können sich die Symptome verschlimmern.

Eine Studie aus dem Jahr 2020 über die Ozonbelastung der Luft, veröffentlicht in Umwelt International veröffentlichte Studie über die Ozonbelastung in der Luft ergab, dass die kurzfristige Exposition gegenüber Ozon zu mehr Krankenhauseinweisungen wegen Lungenentzündung führte.¹³ Die Studie zeigte, dass der Zusammenhang zwischen Lungenentzündung und Ozon bei älteren Menschen und Rauchern besonders ausgeprägt war.

Eine 2008 veröffentlichte Studie in Umwelt und Gesundheit Perspectives veröffentlichte Studie ergab, dass Kleinkinder im Bundesstaat New York, die häufig hohen Ozonwerten ausgesetzt waren, ein höheres Risiko hatten, wegen Asthma ins Krankenhaus eingeliefert zu werden, als Kinder mit geringerer Exposition.¹⁴

Eine zweite Studie, veröffentlicht in Umwelt und Gesundheit Perspectives" im Jahr 2008 veröffentlichte Studie ergab, dass Ozon in Südkalifornien auch zu einem Anstieg der Asthma-Krankenhausaufenthalte bei Kindern beiträgt.¹⁵

Was sind die Auswirkungen von Ozon auf die Umwelt?

Ozon kann tiefgreifende Auswirkungen auf die empfindliche Vegetation haben. Zu diesen Auswirkungen gehören: ¹⁶

• Beeinträchtigung der Fähigkeit der Pflanzen, Nahrung zu produzieren und zu speichern
• physische Schäden
• verlangsamtes Wachstum
• verminderte Lebensraumqualität
• Veränderungen im Wasser- und Nährstoffkreislauf
• erhöhte Anfälligkeit empfindlicher Pflanzenarten für Krankheiten, Schäden durch Insekten, die Auswirkungen anderer Schadstoffe und Schäden durch Unwetter

Eine Reihe von Baumarten reagieren empfindlich auf Ozon und können geschädigt oder in ihrem Wachstum gehemmt werden, darunter:^17,18

• Schwarzkirsche
• Zitterpappel
• Ponderosa-, Loblolly- und Weißkiefer
• Roterle
• Gelb- und Tulpenpappel

Ozon ist aufgrund seiner weiten Verbreitung, der Komplexität der Ozonchemie und der Schwierigkeit, den Beitrag von Ozon zur Umweltverschmutzung zu bestimmen, schwer zu kontrollieren.¹⁹

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